Question

【題目】氮的化合物在生產、生活中廣泛存在。

(1)鍵能是將1mol理想氣體分子AB拆開為中性氣態原子A和B所需的能量。部分化學鍵的鍵能如下表：

化學鍵	N≡N	O=O	N-N	N-H	O-H
鍵能/kJmol-1	946	497	193	391	463

寫出1mol氣態肼(H2N-NH2)燃燒生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式________________。

(2)用焦炭還原NO的反應為：2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g)，向容積均為1L的甲、乙、丙三個恒容恒溫(反應溫度分別為400℃、400℃、T℃)容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO，測得各容器中n(NO)隨反應時間t的變化情況如下表所示：

t/min	0	10	20	30	40
n(NO)(甲容器)/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n(NO)(乙容器)/mol	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45
n(NO) (丙容器/span>)/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①該反應為________(填“放熱”或“吸熱”)反應。

②乙容器在60min時達到平衡狀態，則0～60min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率υ(NO)=____________。

(3)用焦炭還原NO2的反應為：2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，1molNO2和足量C發生該反應，測得平衡時NO2和CO2的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示：

①A、C兩點的濃度平衡常數關系：Kc(A)________Kc(C)(填“<”或“>”或“=”)。

②A、B、C三點中NO2的轉化率最高的是________(填“A”或“B”或“C”)點。

Answer 1

【答案】N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-544 kJ/mol 放熱 0.01mol/(L·min) ＝ C

【解析】

(1)用H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和計算。

(2)根據溫度對化學平衡的影響判斷反應的熱效應；先依據等效平衡判斷乙容器平衡時NO物質的量，再根據υ=計算。

(3)根據影響化學平衡常數的因素、壓強對化學平衡的影響分析作答。

(1)反應N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和=4×391kJ/mol+193kJ/mol+497kJ/mol-(946kJ/mol+4×463kJ/mol)=-544kJ/mol，答案為：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-544 kJ/mol。

(2)①甲容器和丙容器起始加入的NO物質的量相等，根據表中數據，丙容器先達到平衡狀態，則丙容器中反應速率比甲容器中快，T>400；平衡時甲容器中NO物質的量為0.80mol，丙容器中NO物質的量為1.00mol，說明升高溫度平衡逆向移動，則逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，答案為：放熱。

②甲容器和乙容器的溫度、容積相同，乙容器中起始加入的NO物質的量是甲容器的，該反應反應前后氣體分子數不變，則乙容器與甲容器為恒溫恒容下的比例等效平衡，甲容器平衡時NO物質的量為0.80mol，則乙容器平衡時NO物質的量為0.40mol；乙容器在60min時達到平衡狀態，則0～60min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率υ(NO)==0.01mol/(L·min)，答案為：0.01mol/(L·min)。

(3)①濃度平衡常數只與溫度有關，A和C的溫度相同，故Kc(A)= Kc(C)，答案為：=。

②反應2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)是氣體分子數增大的反應，增大壓強，平衡逆向移動，NO2的轉化率減小，故A、B、C三點中NO2的轉化率最高的是C點，答案為：C。